Un ajuste de interferencia , también conocido como ajuste a presión o ajuste por fricción , es una forma de sujeción entre dos piezas coincidentes ajustadas que produce una unión que se mantiene unida por fricción después de que las piezas se juntan. [1]
Dependiendo de la cantidad de interferencia, las piezas se pueden unir usando un golpe de martillo o unirlas usando una prensa hidráulica. Los componentes críticos que no deben sufrir daños durante la unión también se pueden enfriar significativamente por debajo de la temperatura ambiente para encoger uno de los componentes antes de su instalación. Este método permite que los componentes se unan sin fuerza y produce una interferencia de ajuste por contracción cuando el componente vuelve a su temperatura normal. Los ajustes de interferencia se utilizan comúnmente con sujetadores de aviones para mejorar la vida útil de una junta.
Estos ajustes, aunque aplicables al conjunto de eje y orificio, se utilizan más a menudo para el conjunto de cojinete-eje o de cojinete-eje. Esto se conoce como montaje "a presión".
La estanqueidad del ajuste está controlada por la cantidad de interferencia; la asignación (diferencia planificada respecto al tamaño nominal). Existen fórmulas [2] para calcular la tolerancia que dará como resultado varias fortalezas de ajuste, como ajuste holgado, ajuste de interferencia ligera y ajuste de interferencia. El valor del margen depende del material que se utilice, del tamaño de las piezas y del grado de estanqueidad que se desee. Estos valores ya se han calculado en el pasado para muchas aplicaciones estándar y están disponibles para los ingenieros en forma de tablas , lo que evita la necesidad de volver a derivarlas.
Por ejemplo, un eje de 10 mm (0,394 pulgadas) hecho de acero inoxidable 303 formará un ajuste perfecto con un margen de 3 a 10 μm (0,00012 a 0,00039 pulgadas). Se puede formar un ajuste deslizante cuando el diámetro del orificio es de 12 a 20 μm (0,00047 a 0,00079 pulgadas) más ancho que la varilla; o, si la varilla se fabrica entre 12 y 20 μm por debajo del diámetro del orificio dado. [ cita necesaria ] Un ejemplo:
El margen por pulgada de diámetro suele oscilar entre 0,001 y 0,0025 pulgadas (0,0254 a 0,0635 mm) (0,1 a 0,25%), siendo 0,0015 pulgadas (0,0381 mm) (0,15%) un promedio justo. Normalmente, el margen por pulgada disminuye a medida que aumenta el diámetro; por lo tanto, el margen total para un diámetro de 2 pulgadas (50,8 mm) podría ser de 0,004 pulgadas (0,1016 mm), 0,2%), mientras que para un diámetro de 8 pulgadas (203,2 mm) el margen total podría no ser superior a 0,009 o 0,010 pulgadas ( 0,2286 o 0,2540 mm), es decir, 0,11–0,12%). Las piezas a ensamblar mediante encajes forzados suelen ser de forma cilíndrica, aunque en ocasiones presentan una forma ligeramente cónica. Las ventajas de la forma cónica son: se reduce la posibilidad de abrasión de las superficies montadas; se requiere menos presión durante el montaje; y las piezas se separan más fácilmente cuando se requiere renovación. Por otro lado, el ajuste cónico es menos confiable, porque si se afloja, todo el ajuste queda libre con poco movimiento axial. Se debe aplicar algún lubricante, como albayalde y aceite de manteca de cerdo mezclados hasta obtener la consistencia de pintura, al pasador y al orificio antes del montaje, para reducir la tendencia a la abrasión. [ cita necesaria ] [3]
Hay dos métodos básicos para ensamblar un eje de gran tamaño en un orificio de tamaño insuficiente, que a veces se usan en combinación: fuerza y expansión o contracción térmica.
Hay al menos tres términos diferentes que se utilizan para describir un ajuste de interferencia creado mediante fuerza: ajuste a presión, ajuste por fricción y dilatación hidráulica. [4] [5]
El ajuste a presión se logra con prensas que pueden presionar las piezas entre sí con grandes cantidades de fuerza. Las prensas son generalmente hidráulicas , aunque las pequeñas prensas manuales (como las prensas de eje ) pueden funcionar mediante la ventaja mecánica proporcionada por un tornillo nivelador o por una reducción de engranajes que acciona un piñón y cremallera . La cantidad de fuerza aplicada en las prensas hidráulicas puede ser desde unas pocas libras para las piezas más pequeñas hasta cientos de toneladas para las piezas más grandes.
Los bordes de los ejes y los agujeros están biselados (biselados). El chaflán forma una guía para el movimiento de prensado, ayudando a distribuir la fuerza uniformemente alrededor de la circunferencia del agujero, para permitir que la compresión se produzca gradualmente en lugar de toda a la vez, ayudando así a que la operación de prensado sea más suave y más fácil de controlar. , y requerir menos potencia (menos fuerza en cualquier instante de tiempo) y ayudar a alinear el eje paralelo al orificio en el que se está presionando. En el caso de los ejes ferroviarios, las ruedas se presionan con fuerza contra los ejes .
La mayoría de los materiales se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. Las partes envolventes se calientan (por ejemplo, con sopletes u hornos de gas) y se ensamblan en su posición mientras están calientes, luego se dejan enfriar y se contraen nuevamente a su tamaño anterior, excepto por la compresión que resulta de que cada una interfiere con la otra. Esto también se conoce como ajuste por contracción . Los ejes, ruedas y neumáticos de ferrocarril normalmente se ensamblan de esta manera. Alternativamente, la parte envuelta puede enfriarse antes del montaje de manera que se deslice fácilmente dentro de su parte coincidente. Al calentarse, se expande e interfiere. A menudo es preferible el enfriamiento, ya que es menos probable que el calentamiento cambie las propiedades del material, por ejemplo, al ensamblar un engranaje endurecido en un eje, donde existe el riesgo de calentar demasiado el engranaje y debilitarlo .